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LAS PROTEÍNAS

MARGOT PILAR HUAMANÍ HINOSTROZA

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Las ProteínasMARGOT PILAR HUAMANÍ HINOSTROZA

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MARGOT PILARHUAMANÍ

HINOSTROZA

LAS PROTEINAS

LAS PROTEINAS

• Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y esta del griego πρωτεῖος (proteios), que significa 'prominente, de primera calidad', o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.

LAS PROTEINAS

• Las proteínas son componentes esenciales de todas las células vivas. Su misión en el organismo es de dos tipos : una de tipo estructural, formando parte del propio organismo y otra de tipo funcional.

LAS PROTEÍNAS

• Son las  moléculas orgánicas más abundantes en las células, más del 50% del peso seco de la célula son proteínas. 

• Están constituidas, fundamentalmente, por C, H, O y N y casi todas tienen también azufre.

• Algunas tienen, además, otros elementos químicos y en particular: P, Fe, Zn o Cu.

• El elemento más característico de las proteínas es el nitrógeno. Son los compuestos nitrogenados por excelencia de los seres vivos.

Papel de las proteínas en la nutrición• Sirven para: • 1. Síntesis de nuevas proteínas• 2.Formación de compuestos no

protéicos de importancia fisiológica• 3. Producción de energía

PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNAS• SOLUBILIDAD: En general las proteínas que

presentan una estructura terciaria fibrilar son insolubles en agua, mientras que las que presentan estructura globular son solubles. Las proteínas solubles forman dispersiones coloidales.

• ESPECIFICIDAD: Cada especie posee algunas proteínas exclusivas. Incluso proteínas con igual función biológica presentan alguna diferencia en su estructura primarías. La importancia radica en que el estudio de las semejanzas entre proteínas permite establecer estudios filogenéticos. Igualmente tiene importancia a la hora de realizar transplantes, incluso entre individuos de la misma espcie.

• DESNATURALIZACIÓN: Las alteraciones de la concentración, del grado de acidez, de la temperatura (calor); pueden provocar la desnaturalización de las proteínas. La desnaturalización es una pérdida total o parcial de los niveles de estructura superiores al primario y se debe a la desaparición de los enlaces débiles tipo puente de hidrógeno, etc. y en realidad no afecta a los enlaces peptídicos y por tanto a la estructura primaria. Sin embargo al alterarse su conformación espacial, la proteína perderá su funcionalidad biológica.

 • En las proteínas globulares, solubles en agua, la

desnaturalización está acompañada de una pérdida de la solubilidad y la consiguiente precipitación de la disolución.

 • Puede existir una renaturalización casi siempre, excepto cuando

el agente causante de la desnaturalización es el calor (coagulación de la leche, huevos fritos, "permanente" del cabello, etc.).

Estructura de las proteínas

• La estructura de las proteínas reúne las propiedades de disposición en el espacio de las moléculas de proteína que provienen de su secuencia de aminoácidos, las características físicas de su entorno y la presencia de compuestos simples o complejos que las estabilicen y/o conduzcan a un plegamiento específico, distinto del espontáneo.

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados:

• Estructura primaria.• Estructura secundaria.• Estructura terciaria.• Estructura cuaternaria. Cada una de estas estructuras informa de

la disposición de la anterior en el espacio.

Estructura de las proteínas

Estructura de las proteínas. Proyecto del Genoma Humano.

Estructura de las proteínas

Reservas corporales de proteínas

– 43% ................músculo– 15% ................piel y sangre– 10%.................hígado y riñón– 30%.................el resto

• La mitad de las proteínas corporales corresponde a miosina, actina, hemoglobina y colágeno (25%)

FUENTES ALIMENTARIAS DE PROTEÍNAS

Clasificación de proteínas

Holoproteínas o proteínas simples:• Globulares• FibrosasHeteroproteínas o proteínas

conjugadas:• Glucoproteínas• Lipoproteínas• Nucleoproteínas• Cromoproteínas

Clasificación de proteínas

proteínas simples: Globulares

• Las proteínas globulares se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares.

proteínas simples: Globulares

• Algunos tipos son:• Prolaminas: zeína (maíza),gliadina (trigo),

hordeína (cebada)• Gluteninas: glutenina (trigo), orizanina

(arroz).• Albúminas: seroalbúmina (sangre),

ovoalbúmina (huevo), lactoalbúmina (leche)• Hormonas: insulina, hormona del

crecimiento, prolactina, tirotropina• Enzimas: hidrolasas, oxidasas, ligasas,

liasas, transferasas...etc.

proteínas simples: Fibrosas

• Las proteínas fibrosas presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunas proteínas fibrosas son:

• Colágenos: en tejidos conjuntivos, cartilaginosos

• Queratinas: en formaciones epidérmicas: pelos, uñas, plumas, cuernos.

• Elastinas: en tendones y vasos sanguíneos• Fibroínas: en hilos de seda, (arañas, insectos)

proteínas conjugadas: Glucoproteínas

moléculas formadas por una fracción glucídica (del 5 al 40%) y una fracción proteica unidas por enlaces covalentes. Las principales son las mucinas de secreción como las salivales, Glucoproteinas de la sangre, y Glucoproteinas de las membranas celulares. Algunas de ellas son:

• Ribonucleasa• Mucoproteínas• Anticuerpos• Hormona luteinizante

PROTEINAS SIMPLES

proteínas conjugadas: Lipoproteínas

Son complejos macromoleculares esféricos formados por un núcleo que contiene lípidos apolares (colesterol esterificado y triglicéridos) y una capa externa polar formada por fosfolípidos, colesterol libre y proteínas (apolipoproteínas).Su función principal es el transporte de triglicéridos, colesterol y otros lípidos entre los tejidos a través de la sangre. Las lipoproteínas se clasifican según su densidad:

• Lipoproteínas de alta densidad• Lipoproteínas de baja densidad• Lipoproteínas de muy baja densidad

proteínas conjugadas: Nucleoproteínas

• Son proteínas estructuralmente asociadas con un ácido nucléicos (que puede ser ARN o ADN). El ejemplo prototípico sería cualquiera de las histonas, que son identificables en las hebras de cromatina. Otros ejemplos serían la Telomerasa, una ribonucleoproteína (complejo de ARN/proteína) y la Protamina. Su característica fundamental es que forman complejos estables con los ácidos nucléicos, a diferencia de otras proteínas que sólo se unen a éstos de manera transitoria, como las que intervienen en la regulación, síntesis y degradación del ADN.

proteínas conjugadas: Cromoproteínas

• Las cromoproteínas poseen como grupo prostético una sustancia coloreada, por lo que reciben también el nombre de pigmentos. Según la naturaleza del grupo prostético, pueden ser pigmentos porfirínicos como la hemoglobina encargada de transportar el oxígeno en la sangre o no porfirínicos como la hemocianina, un pigmento respiratorio que contiene cobre y aparece en crustáceos y moluscos por ejemplo. También los citocromos, que transportan electrones.

PROTEINAS CONJUGADAS

CLASIFICA CIÓN DE LAS PROTEINAS

FUNCIONES

• Las proteínas desempeñan distintas funciones en los seres vivos, como se observa en la tabla siguiente:

Tipos Ejemplos Localización o función

Enzimas Ácido-graso-sintetosa Cataliza la síntesis de ácidos grasos.

Reserva Ovoalbúmina Clara de huevo.

Transportadoras Hemoglobina Transporta el oxígeno en la sangre.

Protectoras en la sangre Anticuerpos Bloquean a sustancias extrañas.

Hormonas Insulina Regula el metabolismo de la glucosa.

Estructurales Colágeno Tendones, cartílagos, pelos.

Contráctiles Miosina Constituyente de las fibras musculares

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS

FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS

• El mayor grupo lo constituyen las enzimas, que son los biocatalizadores de todos los procesos químicos que tienen lugar en los seres vivos. Las enzimas, en su gran mayoría, son específicas para cada reacción, de ahí su gran número. Como son catalizadores, actúan disminuyendo la energía de activación, combinándose con los reaccionantes para producir un estado intermedio con menor energía de activación que el estado de transición de la reacción no catalizada. Una vez formados los productos de la reacción, la enzima se recupera.

FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS

Funciones de las proteínas Las f. p son de gran importancia, son varias y bien

diferenciadas. Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales.

Las f. p. son específicas de cada tipo de proteína y permiten a las células defenderse de agentes externos, mantener su integridad, controlar y regular funciones, reparar daños… Todos los tipos de proteínas realizan su función de la misma forma: por unión selectiva a moléculas.

Las p. estructurales se unen a moléculas de otras p. y las funciones que realizan incluyen la creación de una estructura mayor mientras que otras p. se unen a moléculas diferentes: hemoglobina a oxígeno, enzimas a sus sustratos, anticuerpos a los antígenos específicos, hormonas a sus receptores específicos, reguladores de la expresión génica al ADN.

Funciones de las proteínas

• Estructural . Las proteínas constituyen muchas estructuras de los seres vivos. Las membranas celulares contienen proteínas. En el organismo, en general, ciertas estructuras -cartílago, hueso- están formadas, entre otras sustancias, por proteínas.

• Enzimática. Todas las reacciones que se producen en los organismos son catalizadas por moléculas orgánicas. Las enzimas son las moléculas que realizan esta función en los seres vivos. Todas las reacciones químicas que se producen en los seres vivos necesitan su enzima y todas las enzimas son proteínas.

• Homeostática. Ciertas proteínas mantienen el equilibrio osmótico del medio celular y extracelular.

• Transporte, de gases, como es el caso de la hemoglobina, o de lípidos, como la seroalbúmina. Ambas proteínas se encuentran en la sangre. Las permeasas, moléculas que realizan los intercambios entre la célula y el exterior, son también proteínas.

Funciones de las proteínas

• Movimiento. Actúan como elementos esenciales en el movimiento. Así, la actina y la miosina, proteínas de las células musculares, son las responsables de la contracción de la fibra muscular.

• Hormonal. Las hormonas son sustancias químicas que regulan procesos vitales. Algunas proteínas actúan como hormonas, por ejemplo: la insulina, que regula la concentración de la glucosa en la sangre.

• Inmunológica. Los anticuerpos, sustancias que intervienen en los procesos de defensa frente a de los agentes patógenos, son proteínas.

Funciones de las proteínas

Digestión de las proteínas de la dieta

• Las proteínas son necesarias en la dieta debido a que todos los días eliminamos nitrógeno y por tanto debemos reponerlo, el balance de nitrógeno debe ser igual a 0 en estado estacionario. Debe ser positivo en niños y negativo en un envejecimiento prolongado.

• Aproximadamente la mitad de los 20 aminoácidos importantes no pueden ser sintetizados endógenamente, es decir, debemos ingerirlos en la dieta. Estos son aquellos que tienen estructura más compleja.

Digestión de las proteínas de la dieta

• Ramificados. Valina, Leucina, Isoleucina• Aromáticos. Triptófano, Fenilalanina• Básicos. Lisina, Histidina (en niños),

Arginina (es sintetizable, pero no en la cantidad necesaria)

• Otros. Treonina, Metionina. Hay dos aminoácidos que se sintetizan a

partir de uno esencial, y se denominan semiesenciales:

• Cisteina. A partir de Metionina• Tirosina. A partir de Fenilalanina.

Digestión de las proteínas de la dieta

• Atendiendo pues a estos criterios, necesitamos las proteínas, las cuales serán mejores o peores dependiendo de:

1. Tengan todos los aminoácidos (o al menos todos los esenciales). Las proteínas de origen animal contienen todos los aminoácidos esenciales, y por tanto son superiores a las de origen vegetal.

2. Permitan una mejor asimilación del nitrógeno. Las de origen animal permiten la mejor asimilación del nitrógeno.

DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS

DIGESTIÓN

Las proteínas las tenemos que digerir ya que únicamente podemos absorber aminoácidos. La digestión de las proteínas la producen enzimas que se conocen en general como proteasas o peptidasas.

Las peptidasas rompen enlaces de dos tipos:

− Endopeptidasas. Rompen enlaces internos.

*Endopeptidasa C. Rompe degradando el enlace peptídico por el carboxilo.

*Endopeptidasa N. Rompe degradando el enlace peptídico por el amino

− Exopeptidasas. Rompen enlaces de los extremos de la proteína.

DIGESTIÓN

La digestión comienza en el estómago. En cuanto una proteína entra en el estómago, promueve la secreción por parte del estómago de una hormona, la gastrina. Esta hormona promueve la secreción gástrica tanto de HCl como de enzimas gástricas.

Entre las enzimas encontramos:• Pepsina. Es una enzima inactiva en forma de

pepsinógeno que es activada por el pH ácido del estómago en pepsina. La pepsina es una endopeptidasa que rompe los enlaces peptídicos de aminoácidos aromáticos y leucina.

DIGESTIÓN

• Los péptidos resultantes llegan al intestino promoviendo la secreción de dos hormonas: secretina y colecistoquinina. Estas hormonas no permanecen en el intestino sino que salen y promueven la secreción pancreática. La secreción pancreática contiene bicarbonato y en cuanto a enzimas contiene zimógenos inactivos:

• Tripsina. Segregada en forma de tripsinógeno. Se trata de una endopeptidasa C que reconoce específicamente aminoácidos básicos (Arg y Lys).

DIGESTIÓN

• Quimiotripsina. Segregada en forma de quimiotripsinógeno. Se trata de una endopeptidasa C que reconoce específicamente aminoácidos aromáticos o con cadenas R ramificadas (Trp, Tyr, Phe, Met…)

• Carboxipeptidasas. Segregadas en forma de procarboxipeptidasas. Se tratan de exopeptidasas las cuales actúan degradando por los extremos CT de las proteínas.

• Elastasas. En forma de proelastasas.

• Estas enzimas son secretadas inactivas, pero el intestino segrega a su vez una enzima llamada enteroquinasa o enteropeptidasa que se encarga de activar la transformación del tripsinógeno inactivo en tripsina. La tripsina a su vez se encarga de catalizar las siguientes reacciones:

* Quimiotripsinógeno --Quimiotripsina

* Procarboxipeptidasas --Carboxipeptidasas

* Proelastasas --Elastasas

DIGESTIÓN

• Todas estas enzimas consiguen transformar las proteínas en aminoácidos y algunos dipéptidos y tripéptidos.

• En el yeyuno el intestino comienza a producir otras enzimas (aminopeptidasas) las cuales se encargan de romper desde el NT los dipéptidos y tripéptidos, con lo que todas las proteínas de la dieta terminan convertidas en aminoácidos.

DIGESTIÓN

• Las peptidasas si se activan en el páncreas destruyen toda la estructura pancreática. Si se activa la tripsina se produce la activación rápida en cadena de todas las demás, debido a que son zimógenos por lo que es de vital importancia mantener la tripsina inactiva. Para mantener inactivas estas enzimas requerimos de “serpinas” (inhibidores de serin-proteasas).

DIGESTIÓN

DIGESTIÓN

• Una vez disponemos de aminoácidos debemos absorberlos para que pasen a plasma. En niños se pueden absorber también algunos dipéptidos y tripéptidos, pero en adultos se absorben únicamente aminoácidos.

• Para absorber aminoácidos necesitamos transportadores de membrana que actúan por transporte activo.

DIGESTIÓN

• El transporte activo es similar al que existe con los transportadores SLG en el caso de la glucosa. El nivel de sodio es inferior en el enterocito que en el lumen intestinal, por lo que entra a favor de gradiente para que este transporte pasivo impulse el transporte en contra de gradiente de aminoácidos.

• Estos transportadores no son totalmente específicos para cada aminoácido pero si hay transportadores para:

• Aminoácidos neutros pequeños. (Alanina, Glicocola, Serina)

• Aminoácidos neutros grandes• Aminoácidos básicos. (Arginina, Lisina,

Histidina)• Aminoácidos ácidos. (Aspartato,

Glutamato)• Iminoácidos

DIGESTIÓN

DIGESTIÓN

• Una vez disponemos de los aminoácidos en el enterocito, éste utiliza algunos para su propio metabolismo y el resto pasarán a sangre por transporte pasivo con ¿transportadores similares? de forma que el aminoácido pasa por transporte pasivo y llega al hígado.

DIGESTIÓN

• El hígado metaboliza la mayor parte de los aminoácidos y los redistribuye, a excepción de los aminoácidos ramificados que son enviados por el hígado al músculo, el cual los metaboliza.

• El ¿enterocito? metaboliza algunos aminoácidos como glutámico, glicina, aspártico que son neurotransmisores.

DIGESTIÓN

• Estos transportadores también existen en las células ya que estas deben captar aminoácidos en contra de gradiente, pero aparte de estos transportadores activos, hay un transportador general que introduce aminoácidos en contra de gradiente a la vez que sirve como ruta de síntesis de glutatión:

• El glutatión (g-Glu-Cys-Gly) se debe sintetizar para proporcionar poder reductor a todas las células. Se sintetiza en la ruta conocida como Ciclo del g- Glutamilo.

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Gracias!MARGOT PILAR HUAMANÍ HINOSTROZA

DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS